離心泵多工況水力優(yōu)化設(shè)計
發(fā)布時間：2021-12-02 16:03
目前的國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,不管是對離心泵水力效率還是離心泵機組效率都是通過考核設(shè)計點的效率進行能耗評價。在大部分的實際應(yīng)用中,離心泵都運行在不同的工況點,考慮多工況運行效率對離心泵能耗的考核更加全面,更接近離心泵運行實際情況。本文介紹了歐盟最低能效指標(biāo)（MEI,Minimum Efficiency Index）的多工況能耗評價方法,通過實際案例對低比轉(zhuǎn)速離心泵進行了多工況優(yōu)化設(shè)計,并通過試驗驗證了離心泵多工況水力優(yōu)化設(shè)計的有效性,為離心泵的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計提供參考。
【文章來源】：水泵技術(shù). 2020,(04)
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
圖１?ＭＥＩ效率屋??
?１３０．７７??１２９．?８６??１２８．８０??１２７．?７５??２離心泵多工況水力優(yōu)化設(shè)計??２．１離心泵模型設(shè)計參數(shù)??本文以低比轉(zhuǎn)速端吸離心泵設(shè)計為例，對其進??行多工況水力優(yōu)化設(shè)計。其設(shè)計參數(shù)為流量Ｐ?＝??５４?ｍ３／ｈ、揚程／／＝５４?ｍ、轉(zhuǎn)速?ｎ?＝２９００?ｒ／ｍｉｎ、比??轉(zhuǎn)速?ｎｓ＝６５．?１。??２．２水力設(shè)計過程??依據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，離心泵結(jié)構(gòu)尺寸按照??ＩＳ０２８５８標(biāo)準(zhǔn)進行優(yōu)化設(shè)計。離心泵為水平軸向吸??人、中心垂直向上吐出結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖２所??示。按照速度系數(shù)法對葉輪、蝸殼進行初步設(shè)計，??初步方案完成后，進行三維建模、劃分網(wǎng)格，進行??水力仿真計算，計算結(jié)果后處理并進一步優(yōu)化。離??心泵和葉輪的計算域如圖３、圖４所示。根據(jù)ＭＥＩ??效率屋的規(guī)則，對３個流量點仿真結(jié)果進行分析考??核，３個流量點分別為設(shè)計額定流量的０．７５倍、??１．０倍和１．?１倍。優(yōu)化篩選后，獲得兩個優(yōu)化方??案，即方案Ａ和方案Ｂ。??方案Ａ和方案Ｂ的水力仿真計算結(jié)果分別如??表２和表３所示。實際生產(chǎn)中由于受水力部件粗糙??度、葉輪和泵體口環(huán)之間間隙不均勻等的影響，計??算分析中考慮了適當(dāng)?shù)母挥嗔�。傳統(tǒng)的優(yōu)化僅考慮??設(shè)計額定工況點的優(yōu)化結(jié)果，從兩個方案結(jié)果對比??可以看出額定點效率值ｒ？Ａ?＞?，按照傳統(tǒng)的單工??況評價方法，方案Ａ更優(yōu)。??圖２離心杲結(jié)構(gòu)圖??
２０２０年第４期??ｒｉ＊基技??圖４葉輪Ｕ？算域示意圖??為了更加直觀地表達(dá)仿真計算結(jié)果之間的差??異，把方案Ａ和方案Ｂ的性能曲線繪制在一張圖??上，對比曲線如圖５所示。從圖５可以看出：方案??Ａ的設(shè)計額定點和大流量點計算效率高于方案Ｂ的??表２方案Ａ仿真計算結(jié)果??Ｑ／（ｍ３／ｈ）??Ｈ?／ｍ??ｒｊ／％??Ｐ２／ｋＷ??０．１５Ｑ??４０．５??６２．?１１??６９．?８５??９．?８０３??＼．０Ｑ??５４??５９．０４??７６．４１??１１．３５８??１．?１＾??５９．４??５７．３２??７６．５??１２．?１１６??表３??方案Ｂ仿真計算結(jié)果??Ｑ／（ｒ??ｎ３／ｈ）??Ｈ?／ｍ??ｒ］?／％??ｒ２／ｋｗ??０．１５Ｑ??４０．５??６０．７８??７０．５４??９．?５００??＼．０Ｑ??５４??５７．?２８??７５．?６８??１１．?１２６??１．?＼Ｑ??５９．４??５５．６９??７６．２３??１１．８１３??－Ｑ－Ｈ－Ａ??Ｑ－Ｈ－Ｑ??？?Ｑ－Ｐ＾－ｔＫ??－？－Ｑ－ＰｒＢ??Ｑ－?ｒ＼?－Ａ??￣Ｑ－?ｆ］?￣Ｂ??°３２?３６?４０?４４?４８?５２?５６?６０?６４＊＊（＞??圖５方案Ａ與方案Ｂ性能曲線對比??額定點計算效率，而在部分流量點，方案Ａ的計??算效率低于方案Ｂ的計算效率。??按照ＭＥＩ評價的多工況水力優(yōu)化設(shè)計，不以??單點來考核，而采用設(shè)計工況點的揚程為約束條??件，以多個工況點的加權(quán)平均功率最小為目標(biāo)進行??全局優(yōu)化。本案例離心泵考慮二次供水領(lǐng)域應(yīng)用，??結(jié)合使用實際情況，３個工況點的運行時間占比如??表４所示。??通過加權(quán)計算我們得出：??Ｐ２Ａ?＝
本文編號：3528757
【文章來源】：水泵技術(shù). 2020,(04)
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
圖１?ＭＥＩ效率屋??
?１３０．７７??１２９．?８６??１２８．８０??１２７．?７５??２離心泵多工況水力優(yōu)化設(shè)計??２．１離心泵模型設(shè)計參數(shù)??本文以低比轉(zhuǎn)速端吸離心泵設(shè)計為例，對其進??行多工況水力優(yōu)化設(shè)計。其設(shè)計參數(shù)為流量Ｐ?＝??５４?ｍ３／ｈ、揚程／／＝５４?ｍ、轉(zhuǎn)速?ｎ?＝２９００?ｒ／ｍｉｎ、比??轉(zhuǎn)速?ｎｓ＝６５．?１。??２．２水力設(shè)計過程??依據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，離心泵結(jié)構(gòu)尺寸按照??ＩＳ０２８５８標(biāo)準(zhǔn)進行優(yōu)化設(shè)計。離心泵為水平軸向吸??人、中心垂直向上吐出結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖２所??示。按照速度系數(shù)法對葉輪、蝸殼進行初步設(shè)計，??初步方案完成后，進行三維建模、劃分網(wǎng)格，進行??水力仿真計算，計算結(jié)果后處理并進一步優(yōu)化。離??心泵和葉輪的計算域如圖３、圖４所示。根據(jù)ＭＥＩ??效率屋的規(guī)則，對３個流量點仿真結(jié)果進行分析考??核，３個流量點分別為設(shè)計額定流量的０．７５倍、??１．０倍和１．?１倍。優(yōu)化篩選后，獲得兩個優(yōu)化方??案，即方案Ａ和方案Ｂ。??方案Ａ和方案Ｂ的水力仿真計算結(jié)果分別如??表２和表３所示。實際生產(chǎn)中由于受水力部件粗糙??度、葉輪和泵體口環(huán)之間間隙不均勻等的影響，計??算分析中考慮了適當(dāng)?shù)母挥嗔�。傳統(tǒng)的優(yōu)化僅考慮??設(shè)計額定工況點的優(yōu)化結(jié)果，從兩個方案結(jié)果對比??可以看出額定點效率值ｒ？Ａ?＞?，按照傳統(tǒng)的單工??況評價方法，方案Ａ更優(yōu)。??圖２離心杲結(jié)構(gòu)圖??
２０２０年第４期??ｒｉ＊基技??圖４葉輪Ｕ？算域示意圖??為了更加直觀地表達(dá)仿真計算結(jié)果之間的差??異，把方案Ａ和方案Ｂ的性能曲線繪制在一張圖??上，對比曲線如圖５所示。從圖５可以看出：方案??Ａ的設(shè)計額定點和大流量點計算效率高于方案Ｂ的??表２方案Ａ仿真計算結(jié)果??Ｑ／（ｍ３／ｈ）??Ｈ?／ｍ??ｒｊ／％??Ｐ２／ｋＷ??０．１５Ｑ??４０．５??６２．?１１??６９．?８５??９．?８０３??＼．０Ｑ??５４??５９．０４??７６．４１??１１．３５８??１．?１＾??５９．４??５７．３２??７６．５??１２．?１１６??表３??方案Ｂ仿真計算結(jié)果??Ｑ／（ｒ??ｎ３／ｈ）??Ｈ?／ｍ??ｒ］?／％??ｒ２／ｋｗ??０．１５Ｑ??４０．５??６０．７８??７０．５４??９．?５００??＼．０Ｑ??５４??５７．?２８??７５．?６８??１１．?１２６??１．?＼Ｑ??５９．４??５５．６９??７６．２３??１１．８１３??－Ｑ－Ｈ－Ａ??Ｑ－Ｈ－Ｑ??？?Ｑ－Ｐ＾－ｔＫ??－？－Ｑ－ＰｒＢ??Ｑ－?ｒ＼?－Ａ??￣Ｑ－?ｆ］?￣Ｂ??°３２?３６?４０?４４?４８?５２?５６?６０?６４＊＊（＞??圖５方案Ａ與方案Ｂ性能曲線對比??額定點計算效率，而在部分流量點，方案Ａ的計??算效率低于方案Ｂ的計算效率。??按照ＭＥＩ評價的多工況水力優(yōu)化設(shè)計，不以??單點來考核，而采用設(shè)計工況點的揚程為約束條??件，以多個工況點的加權(quán)平均功率最小為目標(biāo)進行??全局優(yōu)化。本案例離心泵考慮二次供水領(lǐng)域應(yīng)用，??結(jié)合使用實際情況，３個工況點的運行時間占比如??表４所示。??通過加權(quán)計算我們得出：??Ｐ２Ａ?＝
本文編號：3528757
本文鏈接：http://sikaile.net/jixiegongchenglunwen/3528757.html
最近更新
教材專著
